電解液以及包括該電解液的鋰離子電池的制作方法
【技術領域】
[0001] 本申請涉及鋰離子電池技術領域，特別地涉及一種電解液以及包括該電解液的鋰 離子電池。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著智能電子產品的快速發展，對鋰離子電池的續航能力提出了更高的 要求。為了提高鋰離子電池的能量密度，開發高電壓鋰離子電池是有效方法之一。
[0003] 目前，工作電壓在4. 35V以上的鋰離子電池已成為眾多科研單位和企業研究的熱 點。然而在高電壓下，正極材料的氧化活性升高、穩定性下降，導致非水電解液容易在正極 表面發生電化學氧化反應，進而分解產生氣體。同時，正極活性材料中的過渡金屬元素，例 如鎳、鈷、錳等會發生還原反應而溶出，從而引起鋰離子電池電化學性能進一步惡化。目前 主要的解決方法是向電解液中加入成膜添加劑。這些添加劑能夠在正極成膜，但會造成界 面阻抗增加，導致電池中鋰離子迀移擴散動力學性能降低，進而使得電池的倍率及循環性 能衰減。
[0004] 因此，確有必要開發一種在高電壓下仍能使鋰離子電池保持良好循環壽命、低阻 抗和高溫存儲性能優異的電解液。
【發明內容】
[0005] 為了解決上述問題，本申請人進行了銳意研究，結果發現：將包含添加劑A和添 加劑B的電解液，其中所述添加劑A為磷酸環酐類化合物，所述添加劑B為含有亞胺基團、 碳化二亞胺基團以及氰基中的一種或多種的有機化合物，將該電解液應用到鋰離子電池中 后，不僅能夠提高鋰離子電池的循環性能，而且能夠提高鋰離子電池在高溫下的存儲性能， 從而完成本申請。
[0006] 本申請的目的在于提供一種電解液，包括鋰鹽、有機溶劑、添加劑A和添加劑B，其 中，所述添加劑A為磷酸環酐類化合物，所述添加劑B為含有亞胺基團、碳化二亞胺基團以 及氰基中的一種或多種的有機化合物。
[0007] 本申請的另一目的在于提供一種鋰離子電池包括正極片、負極片、鋰電池隔膜和 本申請所提供的電解液。
[0008] 本申請提供的電解液中由于包含有添加劑A和添加劑B，使得該電解液能夠形成 致密且厚度較小的固體電解質界面（SEI)膜，穩定了極片，并且大大的降低了阻抗，提高了 鋰離子電池的循環性能，特別是提高了鋰離子電池在45°C較高溫度下的循環性能。另外，本 申請提供的電解液，應用到鋰離子電池中后，還能夠提高鋰離子電池在高溫下的存儲性能。
【具體實施方式】
[0009] 下面通過對本申請進行詳細說明，本申請的特點和優點將隨著這些說明而變得更 為清楚、明確。
[0010] 本申請的目的在于提供一種電解液，包括鋰鹽、有機溶劑、添加劑A和添加劑B，其 中，所述添加劑A為磷酸環酐類化合物，所述添加劑B為含有亞胺基團、碳化二亞胺基團以 及氰基中的一種或多種的有機化合物。
[0011] 上述所提到的磷酸環酐類化合物為一種或多種磷酸經分子間脫水縮合形成的具 有環狀結構的化合物，所述環狀結構的化合物由磷原子和氧原子交替構成，且在磷原子上 連接有磷氧雙鍵，此外，在與磷原子相連接的單鍵上可根據實際需求和合理的情況連接其 他基團進行修飾。
[0012] 優選地，所述添加劑A為選自下述式I所示的化合物中的一種或多種。
[0013]
[0014] 在上述式I中，Ri、R2、R3各自獨立地為選自氫原子、碳原子數為1~20的烷烴基、 碳原子數為6~26的芳基、碳原子數為2~20的脂肪醚基、碳原子數為2~20的烷羧基、 含有氧原子、硫原子、氮原子的芳族雜環基團以及上述烷烴基、芳基、脂肪醚基、烷羧基、芳 族雜環基團均被鹵原子取代所形成的基團中的一種，其中，鹵原子為F、Cl、Br。其中，烷羧 基為烷烴基中的氫原子被羧基（-C00H)取代所形成的基團。
[0015] 在上述式I中，&、R2、R3可以互不相同，也可以彼此相同，又或者是其中任意兩者 相同。
[0016] 在上述式I中，碳原子數為1~20的烷烴基，烷烴基的具體種類并不受到具體的 限制，可根據實際需求進行選擇，例如鏈狀烷烴基和環狀烷烴基均可，其中鏈狀烷烴基又包 括直鏈烷基和支鏈烷烴基，另外，環狀烷烴基上可以有取代基，也可以不含有取代基。在所 述烷烴基中，烷烴基中碳原子數的優選的下限值可為1、3、5,烷烴基中碳原子數的優選的上 限值可為 3、4、5、6、7、8、10、12、16。
[0017] 優選地，選擇碳原子數為1~10的烷烴基，進一步優選地，選擇碳原子數為1~6 的鏈狀烷烴基，碳原子數為3~8的環狀烷烴基，更進一步優選地，選擇碳原子數為1~4 的鏈狀烷烴基，碳原子數為5~7的環狀烷烴基。
[0018] 作為烷烴基的實例，具體可以舉出：甲基、乙基、正丙基、異丙基、環丙基、正丁基、 異丁基、仲丁基、叔丁基、環丁基、正戊基、異戊基、叔戊基、新戊基、環戊基、2, 2-二甲基丙 基、1-乙基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、正己基、異己基、2-己基、3-己基、環己基、2-甲 基戊基、3-甲基戊基、1，1，2_三甲基丙基、3,3_二甲基丁基、正庚基、2-庚基、3-庚基、2-甲 基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、異庚基、環庚基、正辛基、環辛基、壬基、癸基、^^一烷烴 基、十二烷烴基、十三烷烴基、十四烷烴基、十五烷烴基、十六烷烴基、十七烷烴基、十八烷烴 基、十九烷烴基、二十烷烴基。
[0019] 在上述式I中，碳原子數為6~26的芳基，芳基的具體種類并沒有特別的限制，可 根據實際需求進行選擇，例如，苯基、苯烷基、至少含有一個苯基的芳基例如聯苯基、稠環芳 烴基均可，其中在聯苯基和稠環芳烴基上還可以連接有其他取代基團。在所述芳基中，碳原 子數的優選的上限值可為7、8、9、10、12、14、16、18、20、22,芳基中碳原子數的優選的下限值 可為 6、7、8、9。
[0020] 在優選的實施方式中，選擇碳原子數為6~16的芳基，進一步優選地，選擇碳原子 數為6~9的芳基，更進一步優選地，選擇苯基、碳原子數為7~9的苯烷基。
[0021] 作為芳基的實施，具體可以舉出：苯基、芐基、聯苯基、對甲苯基、鄰甲苯基、間甲苯 基、對乙苯基、間乙苯基、鄰乙苯基、3, 5-二甲苯基、2,6-二甲基苯基、3, 5-二乙基苯基、2， 6-二乙基苯基、3, 5-二異丙苯基、2,6-二異丙苯基、3, 5-二正丙苯基、2,6-二正丙苯基、3， 5- 二正丁苯基、2,6_二正丁苯基、3, 5-二異丁苯基、2,6_二異丁苯基、3, 5-二叔丁苯基、2， 6- 二叔丁苯基、三苯甲基、1-萘基、2-萘基。
[0022] 在上述式I中，碳原子數為2~20的脂肪醚基，醚基的具體種類并不受到具體的 限制，例如飽和脂肪醚基、不飽和脂肪醚基均可。在飽和脂肪醚基中，與氧相連的烷烴基可 為鏈狀烷烴基，也可為環狀烷烴基。在不飽和脂肪醚基中，與氧相連的烷烴基可為鏈狀烷烴 基，也可為環狀烷烴基，與氧相連的不飽和基團可為烯基，也可為炔基，其中所述烯基可為 鏈狀烯基，也可為環狀烯基，同樣的，炔基也可為鏈狀炔基，也可為環狀炔基，特別的，不飽 和基團為單烯基、單炔基。在所述醚基中，醚基中碳原子數的優選的下限值可為2、3、4,烷基 中碳原子數的優選的上限值可為3、4、5、6、7、8、10、12、14、16。
[0023] 優選地，選擇碳原子數為2~10的飽和脂肪醚基、碳原子數為3~10的不飽和脂 肪醚基，進一步優選地，選擇碳原子數為2~6的飽和脂肪醚基、碳原子數為3~8的不飽 和醚基，更進一步優選地，選擇碳原子數為2~4的飽和脂肪醚基、碳原子數為3~6的飽 和脂肪醚基。
[0024] 作為脂肪醚基的實例，具體可以舉出：甲氧基甲基、乙氧基乙基、乙氧基甲基、正 丙氧基正丙基、正丙氧基甲基、正丙氧基乙基、正丙氧基異丙基、正丁氧基甲基、正丁氧基乙 基、正丁氧基正丙基、叔丁氧基甲基、叔丁氧基乙基、叔丁氧基正丙基、叔丁氧基異丙基、叔 丁氧基正丁基、正戊氧基異戊基、正戊氧基環戊基、環戊氧基環戊基、正己氧基正己基、環己 氧基環己基、甲氧基乙烯基、甲氧基烯丙基、甲氧基丙烯基、乙氧基乙烯基、乙氧基烯丙基、 乙氧基丙烯基、甲氧基環戊烯基、甲氧基環己烯基。
[0025] 在上述式I中，碳原子數為2~20的烷羧基，其中與羧基（-C00H)相連的烷烴基 的具體種類并不受到具體的限制，可根據實際需求進行選擇，例如鏈狀烷烴基和環狀烷烴 基均可，其中鏈狀烷烴基又包括直鏈烷烴基和支鏈烷烴基，另外，環狀烷烴基上可以有取代 基，也可以不含有取代基。與烷烴基相連接的羧基的個數可為1個、2個、3個或者4個，特 別地，優選為1個。在所述烷羧基中，烷羧基中碳原子數的優選的下限值可為2、3、4、